第一章 IP网络基础
图
应用层 软件分界线 传输层 IP层 地址分界线 网络接口层 硬件 系统软件 （操作系统内部）应用软件 1.14 TCP/IP网络体系结构从TCP/IP协议广泛应用之后，出于为用户提供相同的服务界面和向不同的网络提供相同的IP数据报传输的
使用IP地址 使用物理地址 需要，出现了两大分
界线。部分著名的应用层协议和传输层、网络层协议做入操作系统内部，使应用者和设计者可根据需要和
图1.15.TCP/IP模型的重要分界线 专门的接口调用（此
即软件分界线）。而不同的网络在数据经过网络接口时则可以通过地址映射来完成传输（此即地址分界线）。关于此两大分界线见图1.15所示。
1.3.1.3 OSI七层与TCP/IP四层的对应关系
要了解OSI七层与TCP/IP四层的关系，我们先观察其模型的对比。其对比模型见图1.16
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
应用层 传输层 互联网层 网络接口层 21 --
第一章 IP网络基础
图1.16 TCP/IP与ISO/OSI的模型对比从此对比中可以发现：?它们的
相似之处是层的功能划分相似。而关键差别则是：ISO/OSI是从概念模型到协议实现；而TCP/IP
则是从协议实现到概念描述。 它们在连接类型的差别可见表1.4。 表1.4 OSI与TCP/IP在连接类型上的比较
?OSI模型的缺点: 1、在TCP/IP协议出现商机之后提出，其发展空间受限制；
2、表示层和会话层没有实现，数据链路层和网络层出现新的子层； 3、其效率低下，低层过分强调可靠性，忽略了高效的无连接服务；
4、一些功能特性无法确定层次归属；
5、概念模型由通信专家制定不适合计算机和软件工作方式。
TCP/IP模型的缺点： 1、没有明确区分规范与实现；
2、不具备通用性；
3、网络接口层只定义网络层与数据链路层的接口，而非层的概念； 应用层 4、不区分数据链路层和物理层；
传输层 5、许多应用协议软件有缺陷，却很难替换
由此可以认为：ISO/OSI概念模型好，协议实现不好；而TCP/IP
网络层
协议实现好，模型不好。所以在IP网络中我们通常用的是一个综
数据链路层
合的模型：见图1.17 物理层
图1.17 综合模型
用此综合模型我们可以讨论在广域网中 IP数据报的传输，IP数据报SDH /SONET /PPP /HDLC /X.25 /FR /ATM上的传输模型可如图 1.18所描述。
Route
SNMP/DNS/TELENT/POP3/SMNT/FTP/TFTP/HTTP等 TCP UDP
PPP/HDLC Data Link Physical
IP X.25 or FR Network Data Link Physical ATM AAL ATM
SDH/SONET Physical --
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Physical 第一章 IP网络基础
图1.18 IP数据报在广域网的传输技术比较
1.3.2 IP网络中需区分的相关概念
现在各种各样描述TCP/IP协议和网络的书及IT产品的生产商的资料，使得很多概念非
常模糊，造成模糊的原因很多，有的公司出于商业利益的需要，甚至是有意混淆视听。在近几年大量的企业新技术培训中，我们发现有些概念的模糊已影响了很多IT产业人员对新技术的理解，在此就一些相关的概念做些解释。
1.3.2.1 路由器与网关、集线器与网桥
集线器与网桥均是指第二层的产品，也即其只有物理层和数据链路层（在TCP/IP模型中，就只有网络接口层）。但集线器的端口连接的对象是数据终端（DTE），而网桥所连接的对象是网络（局域网LAN）。
集线器常称为HUB，HUB又分成中继式和交换式，由于交换式HUB的端口具有中止以太网冲突域的能力，所以应认为交换式的HUB实质上就是网桥。但市场上还有一种混叠式的HUB，其部分端口是中继式的，而部分端口则是交换式的，此应注意区分。通常中继式的端口的功能是将网络做大，它可以连接不同标准的网络物理标准（比如以太网的10Base-T和10Base-T4）;而交换式的端口则可以起到隔离网络和连接不同速度的网络的作用（比如10Base-T网络与100Base-T网络的互连）。
路由器与网关通常指的是第三层的产品，也即指其有物理层、数据链路层和网络层。路由器从物理层收到一个比特流，拆包取出链路层的帧，再拆包取出网络层的IP数据报，查路由表得到下一跳的端口号和IP地址，再逐层打包成比特流送到物理通道上转发。网关具有上述路由器的功能之外，还应具有路径收敛和协议转换的能力。所谓的路径收敛指的是网关不仅要求查路由表找一条转发路径还需要运用算法或协议使路径快速收敛，找一条最佳的路径； 而协议的转换则是指后面所提的与TCP/IP协议对等的三个对等协议之间具有互相转换的能
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第一章 IP网络基础
力。
由此可知网关应是比路由器更高的产品，但此定义随着技术的发展也不是绝对的。比如在吉比特以太的路由器中，由于支持多媒体通信的需要，应用了一系列的传输层的保留协议和应用层的协议，如资源预分配协议（RSVP）、实时流传输协议(RTP)和实时流传输控制协议（RTCP）、简单网络管理协议（SNMP）等，在路由器中应用了这样一些传输层和应用层的协议，在一定程度上可以说也打破了传统的通信设备只做下三层的理念。
1.3.2.2 三个对等协议
由于互联网的普及，TCP/IP协议被广泛的认同，实际上具有与TCP/IP协议类似功能的协议还有在欧洲广泛应用的Apple Talk协议和Netware公司的IPX/SPX协议。我们通常将TCP/IP、IPX/SPX、Apple Talk称为三个对等的协议。
随着TCP/IP协议的开放性以及“黑客”的泛滥，使得TCP/IP协议的安全性问题在IPv4下日益严重，其它的两个对等协议也倍受关注，IPv6技术在IPv4网络中的应用和对等协议之间的互相转换也成为研究的课题和解决方案。
1.3.2.3 因特网与IP网络中的三类地址及三类地址间的关系
在因特网和IP网络中有三类地址，它们分别是应用层的地址（比如域名地址：NJUPT.EDU.CN）、网络层的IP地址（比如IPv4下的32比特的IP地址：202.119.227.221）、数据链路层的地址（通常也称为MAC地址或物理地址）（比如以太网的48比特的以太网网卡地址：08-00-20-05-0A-11、ATM的VPI/VCI、帧中继的DLCI）。
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图1.19
